CN221203097U - 一种飞轮储能控制机柜 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种飞轮储能控制机柜，包括壳体，壳体内设有制动电阻、电气元件和空气流道，空气流道将壳体内部的空间分割为电阻腔、设备腔和元件腔，设备腔内设有风机，风机的输出端与空气流道之间连通有供风管道，空气流道的侧壁上开设有第一进气孔和第二进气孔，壳体的侧壁上开设有通气孔。风机将设备腔内的空气鼓入空气流道内，外界的空气通过通气孔不断地进入设备腔内，空气流道内的空气不断地通过第一进气孔进入电阻腔内为制动电阻降温，通过第二进气孔进入元件腔内为电气元件降温，电阻腔和元件腔之间通过空气流道阻隔。本申请具有减小飞轮储能控制机柜中制动电组产生的热量对电气元件的影响的效果。

Description

一种飞轮储能控制机柜

技术领域

本申请涉及飞轮储能控制机柜的领域，尤其是涉及一种飞轮储能控制机柜。

背景技术

飞轮储能通过将转子加速到非常高的速度并将系统中的能量保持为旋转能量来工作，当从系统中提取能量时，由于能量守恒原理，飞轮的转速会降低，向系统增加能量相应地导致飞轮速度的增加。

飞轮储能控制柜通过多个部件配合使用完成工作，其中就包括制动电阻，制动电组是波纹电阻的一种，主要的作用是将系统中产生的再生电能转化为热能，保护其他电气元件。

针对上述中的相关技术，制动电阻属于高发热器件，若将制动电阻和其他电气元件共同放置在机柜的同一空间内，其产生的热量会对其他器件造成影响，减少其他电气元件的使用寿命。

实用新型内容

为了减少飞轮储能控制机柜中制动电组产生的热量对其他电气元件的影响，本申请提供一种飞轮储能控制机柜。

本申请提供一种飞轮储能控制机柜，采用如下的技术方案：

一种飞轮储能控制机柜，包括壳体，壳体内设有制动电阻和电气元件，所述壳体内设有空气流道，空气流道将壳体内部的空间分割为用于容纳制动电阻的电阻腔、用于容纳冷却设备的设备腔和用于容纳电气元件的元件腔，设备腔内设有风机，风机的输出端与空气流道之间连通有供风管道，空气流道的侧壁上开设有与电阻腔连通的第一进气孔和与元件腔连通的第二进气孔，壳体的侧壁上开设有用于电阻腔、设备腔或元件腔与外界流通气体的通气孔。

通过采用上述技术方案，启动风机，风机将设备腔内的空气源源不断地鼓入空气流道内，设备腔内的气压减小，外界的空气通过通气孔不断地进入设备腔内。空气流道内的气压增大，迫使空气流道内的空气不断地通过第一进气孔进入电阻腔内为制动电阻降温，不断地通过第二进气孔进入元件腔内为电气元件降温，电阻腔与元件腔内多余的空气均通过通气孔排出。不仅可以通过风冷的方法为制动电组和电气元件散热，而且制动电阻与电气元件分别位于电阻腔和元件腔内，电阻腔和元件腔之间通过空气流道阻隔，有助于减少飞轮储能控制机柜中制动电组产生的热量对电气元件的影响。

可选的，所述设备腔内设有用于储存冷却水的水箱和用于为冷却水降温的制冷机，水箱与制冷机之间连通有用向制冷机供水的供水管，供水管远离制冷机一端连接有用于将冷却水泵入供水管的驱动泵，制冷机的输出端连通有冷却管，冷却管穿设空气流道内且冷却管远离制冷机一端与水箱连通。

通过采用上述技术方案，水箱内的冷却水在驱动泵的作用下通过供水管进入制冷机降温，降温后的冷却水通过冷却管进入水箱，不断循环。空气流道内的空气与冷却管接触并进行热交换而降温，使得进入电阻腔和元件腔内的空气温度更低，有助于提高对制动电阻和电气元件的散热效果。

可选的，所述冷却管的外壁上固定连接用于增加与空气之间接触面积的冷却板。

通过采用上述技术方案，冷却板与冷却管之间固定连接，两者之间可以高效的进行热传递，有助于增加冷却管与空气之间的接触面积，使空气与冷却管以及冷却水之间更充分地进行热交换，有助于提高热交换的效率，使空气温度下降幅度更大。

可选的，所述空气流道的底端设有用于承接冷凝水的集水槽，壳体的侧壁上开设有用于集水槽进出空气流道的出入口。

通过采用上述技术方案，冷却管的温度较低，空气中含有水蒸气，水蒸气与低温的冷却管接触后，失热冷凝液化，冷凝水在空气流道内积聚难以排出，会影响到后续的散热工作。设置集水槽，集水槽设置于空气流道的底端，冷凝水在自身重力作用下滴落至集水槽内并储存，可以定时将集水槽通过出入口从壳体内且取出并将冷凝水清理，避免液化的冷凝水对散热工作的影响。

可选的，所述第一进气孔和第二进气孔处均设有用于干燥空气的干燥盒，干燥盒内设置有用于吸收空气中水分的干燥剂，干燥盒的两端开设有用于空气进出的干燥孔。

通过采用上述技术方案，当空气流道内聚积过多的冷凝水时，导致经过空气流道的空气湿度增加，不利于制动电阻和电气元件的工作，会降低制动电阻和电气元件的使用寿命。设置干燥盒，空气进入干燥盒内，空气中的水分被吸收，降低了空气的湿度，有助于为制动电阻和电气元件保持更舒适的工作运行环境。

可选的，所述通气孔处设有用于防止外界蚊虫进入的防虫网。

通过采用上述技术方案，蚊虫进入到壳体内部会影响到电气元件和制动电组的正常运行，设置防虫网可以在不影响空气流通的前提下将阻挡蚊虫进入壳体内部，有助于为制动电阻和电气元件保持更舒适的工作运行环境。

可选的，所述电阻腔内设有用于探测电阻腔内气温的温度探测器。

通过采用上述技术方案，制动电阻产热较多，设置温度探测器有助工作人员时时地检控电阻腔内的温度，当温度异常时可以及时地做出应对，避免设备损坏。

可选的，所述壳体上设有检控电路，检控电路包括感应模块、比较模块和控制模块：

感应模块，包括温度探测器，温度探测器用于测量电阻腔内的温度，并输出感应信号；

比较模块，比较模块与感应模块电连接，比较模块用于接收感应模块的感应信号，当比较模块接收到感应信号时，将感应信号对应的电压值与预设电压值相比较，如果感应信号的电压值大于预设电压值，则比较模块输出启动信号；

控制模块，控制模块与比较模块电连接，控制模块用于接收比较模块的启动信号，控制模块接收到启动信号时，输出控制信号，控制信号控制制冷机启动。

通过采用上述技术方案，感应模块的温度探测器感应收集电阻腔内温度并输出感应信号，比较模块接收感应信号，比较模块将接收到的感应信号的电压值与预设电压值相比较，预设电压值对应制动电阻正常运行时可以承受的最高环境温度，如果感应信号对应的电压值大于预设电压值，则输出启动信号，控制模块接收到启动信号，输出控制信号，控制信号控制冷制冷机开启，将冷却水降温，使进入电阻腔内的空气温度降低，提高制动电阻的散热效果，在风冷散热能力不足时开启制冷机辅助散热，而不是持续运行制冷机，有助于节约能源。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.风机将设备腔内的空气源源不断地鼓入空气流道内，空气流道内的空气不断地通过第一进气孔进入电阻腔内为制动电阻降温，通过第二进气孔进入元件腔内为电气元件降温，制动电阻与电气元件分别位于电阻腔和元件腔内，电阻腔和元件腔之间通过空气流道阻隔，有助于减少飞轮储能控制机柜中制动电组产生的热量对电气元件的影响；

2.冷却管的温度低于室温，空气中的水蒸气与低温的冷却管接触后会失热冷凝液化，冷凝水在空气流道内积聚难以排出，会影响到后续的散热工作，集水槽设置于空气流道的底端，冷凝水滴落至集水槽内并储存，将集水槽通过出入口从壳体内取出可以将冷凝水清理，避免液化的冷凝水对散热工作的影响。

附图说明

图1是本申请实施例的整体结构示意图。

图2是本申请实施例的内部结构示意图。

图3是本申请实施例中用于展示感应模块、比较模块和控制模块的示意图。

附图标记说明：1、壳体；11、空气流道；111、第一进气孔；112、第二进气孔；113、集水槽；12、电阻腔；121、制动电阻；122、温度探测器；13、元件腔；131、电气元件；14、设备腔；15、通气孔；151、防虫网；16、出入口；2、风机；21、供风管道；3、水箱；31、供水管；32、驱动泵；4、制冷机；41、冷却管；411、冷却板；5、干燥盒；51、干燥孔。

具体实施方式

以下结合全部附图对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种飞轮储能控制机柜。

参照图1和图2，一种飞轮储能控制机柜，包括壳体1，壳体1为空心的立方体形状。壳体1内设置有空气流道11，空气流道11将壳体1内部的空间分割为三个部分，分别为电阻腔12、元件腔13和设备腔14，电阻腔12内安装有制动电阻121，元件腔13内安装有电气元件131，设备腔14内安装有风机2。风机2的输出端连通有供风管道21，供风管道21远离风机2一端与空气流道11连通，风机2将设备腔14内的持续地鼓入空气流道11内。空气流道11的侧壁上开设有与电阻腔12连通的第一进气孔111和与元件腔13连通的第二进气孔112，空气流道11内的空气不断地通过第一进气孔111进入电阻腔12内，通过第二进气孔112进入元件腔13内，为制动电阻121降温和电气元件131降温。壳体1的侧壁上开设有用于电阻腔12、设备腔14或元件腔13与外界流通气体的通气孔15，外界的空气通过通气孔15不断地进入设备腔14内。电阻腔12与元件腔13内多余的空气均通过通气孔15排出。而且制动电阻121与电气元件131分别位于电阻腔12和元件腔13内，电阻腔12和元件腔13之间通过空气流道11阻隔，有助于减小飞轮储能控制机柜中制动电组产生的热量对电气元件131的影响。

参照图1和图2，设备腔14内安装有水箱3和制冷机4，水箱3内装设有冷却水，水箱3与制冷机4的输入端之间连通有供水管31，供水管31远离制冷机4一端连接有用于将冷却水泵入供水管31的驱动泵32，驱动泵32将冷却水通过供水管31通入制冷机4内，制冷机4为冷却水降温。制冷机4的输出端连通有冷却管41，冷却管41穿设空气流道11内且冷却管41远离制冷机4一端与水箱3连通，降温后的冷却水通过冷却管41进入水箱3并不断地循环。进入空气流道11内的空气与冷却管41接触并进行热交换而降温，使得进入电阻腔12和元件腔13内的空气温度更低，有助于提高对制动电阻121和电气元件131的散热效果。

参照图1和图2，冷却管41的外壁上安装有冷却板411，冷却板411与冷却管41之间焊接固定，使得两者之间可以高效的进行热传递，冷却板411作为冷却管41外壁的延伸，有助于增加冷却管41与空气之间的接触面积，使空气与冷却管41之间更可以更充分地进行热交换，提高热交换的效率，增加空气温度下降幅度。

参照图1和图2，冷却管41的温度较低，空气中的水蒸气与低温的冷却管41接触后，易失热冷凝液化，冷凝水在空气流道11内积聚，短时间内难以挥发和排出，会影响到后续的散热工作。空气流道11的底端设有集水槽113，冷凝水在自身重力作用下滴落至集水槽113内并储存，壳体1的侧壁上开设有用于集水槽113进出空气流道11的出入口16，可以定时将集水槽113通过出入口16从壳体1内且取出并将冷凝水清理，减小了液化的冷凝水对散热工作的影响。

参照图1和图2，空气流道11内聚积过多的冷凝水时，空气流道11内的空气湿度增加，若潮湿的空气直接进入电阻腔12或元件腔13，不利于制动电阻121和电气元件131的工作，而且会降低制动电阻121和电气元件131的使用寿命。第一进气孔111和第二进气孔112处均设有干燥盒5，干燥盒5的两端开设有用于空气进出的干燥孔51，干燥盒5内设置有干燥剂，可以吸收空气中的水分，降低空气的湿度，有助于为制动电阻121和电气元件131保持更舒适的工作运行环境。

参照图1和图2，蚊虫进入到壳体1内部会影响到电气元件131和制动电组的正常运行，通气孔15处设有防虫网151，可以在不影响空气流通的前提下将阻挡蚊虫进入壳体1内部，有助于为制动电阻121和电气元件131保持更舒适的工作运行环境。

参照图1和图2，电阻腔12内设有温度探测器122，制动电阻121产热较多，设置温度探测器122有助工作人员时时地检控电阻腔12内的温度，当温度异常时可以及时地做出应对，避免设备损坏。

参照图2和图3，检控电路包括感应模块、比较模块和控制模块：

感应模块，温度探测器122感应电阻腔12内空气的温度，温度探测器122感应到温度时，输出感应信号；

比较模块，包括：

比较器T，比较器T的正向输入端与温度探测器122的输出端电连接；

三级管Q，三级管Q的基极与比较器T的输出端电连接；

电阻R1，电阻R1的一端与三极管Q的集电极电连接，电阻R1的另一端与电源VCC电连接；

继电器的电磁线圈KA1，继电器的电磁线圈KA1的一端与三极管Q的发射极电连接；

电阻R2，电阻R2的一端与继电器的电磁线圈KA1远离三极管Q的一端电连接，电阻R2的另一端接地；

控制模块，包括：

继电器的常开开关KA1-1，继电器的常开开关KA1-1的一端电连接于继电器的电磁线圈KA1与电阻R2之间；

制冷机4，制冷机4的一端与继电器的常开开关KA1-1远离电阻R2的一端电连接；

电阻R3，电阻R3的一端与制冷机4远离继电器的常开开关KA1-1的一端电连接，电阻R3的另一端接地。

参照图2和图3，温度探测器122检测电阻腔12内的温度，并输出感应信号，比较器T接收到感应信号，将感应信号对应的电压值与预设电压值相比较，预设电压值对应制动电阻121处于正常运行温度的最高值时电阻腔12内的空气温度，当感应信号对应的电压值大于预设电压值时，输出启动信号，控制模块接收启动信号，输出控制信号，制冷机4开始工作，将冷却水降温，提高散热效果，平时利用风机2进行风冷散热，在空气散热能力不足时开启制冷机4，而不是持续开启制冷机4，有助于节省电能和成本。

本申请实施例一种飞轮储能控制机柜的实施原理为：风机2将设备腔14内的空气持续地鼓入空气流道11内，设备腔14内的气压减小，外界的空气通过通气孔15不断地进入设备腔14内。空气持续进入空气流道11内，使空气流道11内的气压增大，进而使空气流道11内的空气不断地通过第一进气孔111进入电阻腔12内，通过第二进气孔112进入元件腔13内，为制动电阻121和电气元件131降温。电阻腔12与元件腔13内的空气均通过通气孔15排出。制动电阻121与电气元件131分别位于电阻腔12和元件腔13内，电阻腔12和元件腔13之间通过空气流道11阻隔，热量难以通过空气流道11传导，有助于减少飞轮储能控制机柜中制动电组产生的热量对电气元件131的影响。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种飞轮储能控制机柜，包括壳体(1)，壳体(1)内设有制动电阻(121)和电气元件(131)，其特征在于：所述壳体(1)内设有空气流道(11)，空气流道(11)将壳体(1)内部的空间分割为用于容纳制动电阻(121)的电阻腔(12)、用于容纳冷却设备的设备腔(14)和用于容纳电气元件(131)的元件腔(13)，设备腔(14)内设有风机(2)，风机(2)的输出端与空气流道(11)之间连通有供风管道(21)，空气流道(11)的侧壁上开设有与电阻腔(12)连通的第一进气孔(111)和与元件腔(13)连通的第二进气孔(112)，壳体(1)的侧壁上开设有用于电阻腔(12)、设备腔(14)或元件腔(13)与外界流通气体的通气孔(15)。

2.根据权利要求1所述的一种飞轮储能控制机柜，其特征在于：所述设备腔(14)内设有用于储存冷却水的水箱(3)和用于为冷却水降温的制冷机(4)，水箱(3)与制冷机(4)之间连通有用向制冷机(4)供水的供水管(31)，供水管(31)远离制冷机(4)一端连接有用于将冷却水泵入供水管(31)的驱动泵(32)，制冷机(4)的输出端连通有冷却管(41)，冷却管(41)穿设空气流道(11)内且冷却管(41)远离制冷机(4)一端与水箱(3)连通。

3.根据权利要求2所述的一种飞轮储能控制机柜，其特征在于：所述冷却管(41)的外壁上固定连接用于增加与空气之间接触面积的冷却板(411)。

4.根据权利要求2所述的一种飞轮储能控制机柜，其特征在于：所述空气流道(11)的底端设有用于承接冷凝水的集水槽(113)，壳体(1)的侧壁上开设有用于集水槽(113)进出空气流道(11)的出入口(16)。

5.根据权利要求2所述的一种飞轮储能控制机柜，其特征在于：所述第一进气孔(111)和第二进气孔(112)处均设有用于干燥空气的干燥盒(5)，干燥盒(5)内设置有用于吸收空气中水分的干燥剂，干燥盒(5)的两端开设有用于空气进出的干燥孔(51)。

6.根据权利要求1所述的一种飞轮储能控制机柜，其特征在于：所述通气孔(15)处设有用于防止外界蚊虫进入的防虫网(151)。

7.根据权利要求1所述的一种飞轮储能控制机柜，其特征在于：所述电阻腔(12)内设有用于探测电阻腔(12)内气温的温度探测器(122)。

8.根据权利要求7所述的一种飞轮储能控制机柜，其特征在于：所述壳体(1)上设有检控电路，检控电路包括感应模块、比较模块和控制模块：

感应模块，包括温度探测器(122)，温度探测器(122)用于测量电阻腔(12)内的温度，并输出感应信号；

比较模块，比较模块与感应模块电连接，比较模块用于接收感应模块的感应信号，当比较模块接收到感应信号时，将感应信号对应的电压值与预设电压值相比较，如果感应信号的电压值大于预设电压值，则比较模块输出启动信号；

控制模块，控制模块与比较模块电连接，控制模块用于接收比较模块的启动信号，控制模块接收到启动信号时，输出控制信号，控制信号控制制冷机(4)启动。